(57)【要約】【課題】二次電池で駆動するセンサノードにおいて低消費電力な充放電制御回路を実現し、かつ、センサノードに実装する不要な回路を省くことで小型化を行うことを可能とする。【解決手段】充放電制御回路およびセンサノードは、電池電圧を監視するコンパレータと、前記コンパレータの出力を割り込み信号に変換する制御回路と、前記割り込み信号を検知したときのみ充放電制御を行うマイコンと、前記マイコンの制御によりオンオフするスイッチとを有し、前記電池電圧が第一の所定電圧以上の場合には、前記スイッチを遮断することにより充電を停止することを可能とし、前記電池電圧が第二の所定電圧以下の場合には、前記スイッチを遮断することにより放電を停止することを特徴とするものであり、充電時に必要な回路は充電器側に実装する。【選択図】図１
2006101609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と接続される二次電池制御装置であって、
前記二次電池の放電電流を遮断する放電停止スイッチと、
前記二次電池の放電停止電圧である第一の所定電圧を発生させる第一の所定電圧発生回路と、
前記第一の所定電圧と前記二次電池の電圧の比較結果を出力する電圧監視回路と、
前記電圧監視回路からの出力に基づいて前記放電停止スイッチを制御する中央処理装置とを有し、
前記電圧監視回路は、前記二次電池の電圧が前記第一の所定電圧以下の場合に、前記比較結果として前記中央処理装置に前記放電停止スイッチの制御要求を示す割り込み信号を出力する割り込み発生回路を有することを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の二次電池制御装置において、前記二次電池に充電器が接続された場合に、
前記電圧監視回路は、前記二次電池の電圧が前記二次電池の充電停止電圧である第二の所定電圧以上となった場合に、前記割り込み発生回路から前記中央処理装置に前記放電停止スイッチの制御要求を示す割り込み信号を出力し、
前記中央処理装置は、前記二次電池への充電電流を遮断する制御を行うことを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の二次電池制御装置において、
前記二次電池の電圧が前記二次電池の充電停止電圧である第二の所定電圧以上となったことは、
前記二次電池の充電停止電圧である第二の所定電圧を発生させる第二の所定電圧発生回路と、
前記第二の所定電圧と前記二次電池の電圧の比較結果を出力する充電停止電圧監視回路とを含む充電制御部により検出されることを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の二次電池放電制御装置において、
前記二次電池への充電電流を遮断する充電停止スイッチと、
前記充電制御部とは、充電器側に具備されることを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の二次電池制御装置において、
前記二次電池の過電流を検知する過電流検知手段を有し、
前記過電流を検知した場合に前記放電停止スイッチを遮断することを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の二次電池制御装置において、
前記中央処理装置はセンシング制御と無線通信制御と充放電制御とを行うことを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の二次電池制御装置において、
前記センシング制御は、前記中央処理装置とセンシングを行うセンサ部と無線通信のための無線通信部とを間欠動作させる制御である場合に、前記中央処理装置が休止状態であれば前記放電停止の制御要求が発生したとき動作状態に遷移させてから充放電制御を行うことを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項８】
請求項６記載の二次電池制御装置において、
前記中央処理装置は、前記電圧監視回路から入力される前記二次電池の状態を、放電停止スイッチを遮断する前に無線通信で基地局に通知することを特徴とした二次電池制御装置。
【請求項９】
請求項２記載の二次電池制御装置であって、
前記中央処理装置はセンシング制御と無線通信制御と充放電制御とを行い、
前記センシング制御は、前記中央処理装置とセンシングを行うセンサ部と無線通信のための無線通信部とを間欠動作させる制御である場合に、前記中央処理装置が休止状態であれば前記充電停止の制御要求が発生したとき動作状態に遷移させてから充放電制御を行うことを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項１０】
請求項１記載の二次電池制御装置であって、
並列に接続される複数の二次電池の制御を行い、
前記複数の二次電池のそれぞれに対応する放電停止スイッチを有し、
前記電圧監視回路は、前記複数の二次電池の電圧を別個に前記第一の所定電圧と比較し、いずれかの二次電池の電圧が前記第一の所定電圧以下の場合に、いずれの二次電池かを指定して、前記割り込み発生回路から前記中央処理装置に前記放電停止スイッチの制御要求を示す割り込み信号を出力することを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の二次電池制御装置であって、
該二次電池制御装置と前記複数の二次電池の最も広い平面は略同等の形状を有し、
該二次電池制御装置と前記複数の二次電池はスタック構造に接続され、
該二次電池制御装置と前記各二次電池とは、前記各二次電池の上記平面の外縁沿いの対向する位置に具備される正極及び負極の端子と、間に介在する他の二次電池の上記平面の外縁沿いの対向する位置に具備されるスルーピンを介して接続されることを特徴とする二次電池制御装置。
【請求項１２】
請求項２記載の二次電池制御装置であって、前記充電器と該二次電池制御装置とは、前記充電器が有する一次コイルと該二次電池制御装置が有する二次コイルとにより磁気的に接続されて充電が行われることを特徴とする二次電池制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型のセンシング無線端末（以下センサノードと呼ぶ）などに用いられる二次電池の充放電を制御する充放電制御回路およびセンサノードに係わり、特に充放電制御において消費電力を低く抑えることができる充放電制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係わるセンサネットとは、センサノードを周辺環境に多数配置し、それぞれが無線ネットワークを形成し、様々な情報を取得するためのシステムである。センサノードは、温度や湿度、圧力などを取得するためのセンサを搭載し、取得した情報を無線通信で他方のセンサノードや基地局に伝送する。基地局はＬＡＮなどの通信網を介して、取得した情報を蓄えておくサーバと、情報を監視する管理センタなどと結ばれる。例えば、オフィスや工場内に、温度センサを搭載したセンサノードを配置し、室温の分布を取得し空調制御などを行うことができる。また、センサノードに脈拍センサを搭載し、人間の脈拍などを計測させることで、遠隔地からでも健康状態などを管理することができる。
【０００３】
このように、センサノードは空間上に多数設置されることが多く、その電源供給手段には電池が用いられる。センサネットシステムの運用の利便性のためには、電池寿命を長くして電池交換と充電の頻度を少なくすることが望ましい。電池寿命を延ばすために、センサノードは一定間隔で起動するようにし、それ以外の時間は回路素子の電源を遮断もしくはスタンバイ状態にするという間欠動作を行うことが考えられている。
【０００４】
電池に一次電池を使用した場合は電池交換をする必要があり、センサネットシステムの運用コストが高くなる。一方、二次電池を使用した場合は電池容量が低下したときに充電が必要となるが、繰り返し使うことができ一次電池を使用する場合と比べて運用コストを抑えることができる。センサノードに二次電池を使用する場合、回路で消費される電力を最低限に抑えて電池寿命を長くし、ユーザが電池交換の時期を容易に知ることができることが必要である。
【０００５】
二次電池の種類には、携帯ＡＶ機器などに使われるニッケル水素二次電池、コードレスホンなどに使われるアルカリ二次電池、携帯電話やノートパソコンなどに使われるリチウムイオン二次電池、自動車などに使われる鉛蓄電池などがある。従来、携帯電話やノートパソコンにはニッケル水素二次電池が主に使われてきたが、近年、機器の消費電力の増加や大容量化の要求により、携帯機器を主としてリチウムイオン二次電池が採用されている。リチウムイオン二次電池は、ニッケル水素二次電池と比較して、１セルあたりの定格電圧が高く重量エネルギ密度が高い、浅い放電の繰り返しによる放電容量の一時的低下（メモリ効果）がない、自己放電が少ない、充電時の発熱がほとんどない、などの良い点がある。また、二次電池の充電において、リチウムイオン二次電池は、満充電付近で電圧ピークがなく、充電に伴って電池電圧は上昇をつづけるため、電池電圧が一定電圧を超えると電池特性の劣化や安全性の低下を招く。そこで、リチウムイオン二次電池では定電流―定電圧充電（以下ＣＣＣＶ充電と呼ぶ）が採用されており、充電の上限電圧を設定し、電池電圧が上限電圧に達するまでは定電流充電を行い、上限電圧に達してからは定電圧充電に切り替えて充電を行う。（非特許文献1参照）
前述した様に、二次電池を使用した無線情報端末の代表的なものに携帯電話が知られている。携帯電話の二次電池パックには充放電制御専用のマイコンが搭載されており、タイマを使用して一定時間間隔で充放電制御専用のマイコンを起動させ、電池電圧をＡ／Ｄコンバータでデジタル変換し、充放電制御専用のマイコンで設定電圧と比較し充放電制御を行う。また、充放電制御用のマイコンと無線通信や音声処理用の本体側マイコンはシリアルバス接続されており、電池残量などのデータを本体側マイコンに通知しディスプレイなどに表示する。このとき本体側マイコンが待機状態であれば割り込み信号を介して動作モードに遷移させたあと電池残量表示や電池交換通知などを行う。（特許文献1参照）
なお、携帯機器、特にノートパソコンにおける二次電池の充放電管理システムの標準化を目的として、スマート・バッテリ・システムと呼ばれる規格がある。本規格は、二次電池の充放電管理システムと二次電池側および本体側でデータをやりとりするための通信プロトコル、データの種類などを標準化する規格で、電池パックを含む充放電管理システムの開発期間の短縮と、回路構成部品の量産効果によるコストダウンを狙ったものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１―２３４９１９号公報
【０００７】
【非特許文献１】トランジスタ技術２００２年７月号  「リチウム・イオン電池パックの実用知識」ＣＱ出版社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した従来技術の充放電制御回路は、電圧監視に比較的消費電力の高いＡ／Ｄコンバータを使用し、デジタル変換した二次電池の電圧値と設定値を比較し、マイコンで充放電制御を行っている。また、端末に充電制御と放電制御の両方の制御回路を搭載しており、端末が電池単独で動作している場合に充電制御回路は不要であり、余分な電力が消費され、ひいては電池寿命を短くする。
【０００９】
電圧監視にＡ／Ｄコンバータを使用した従来技術においては、二次電池の電圧が放電停止電圧以上−充電停止電圧以下で充放電制御が必要ないときにも、Ａ／Ｄコンバータと充放電制御回路およびマイコンは動作するため、消費電力が大きい。この様に、従来技術の充放電制御回路は、電池寿命を長くする必要のあるセンサノードには適さない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、充放電制御回路が低消費電力動作で、センサノードの実装面積が小さく、かつ、ユーザに対しての充電通知が容易な充放電制御回路およびセンサノードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の代表的な手段を示せば次の通りである。即ち、本発明に係わる充放電制御回路およびセンサノードは、電池電圧を監視するコンパレータと、前記コンパレータの出力を割り込み信号に変換する制御回路と、前記割り込み信号を検知したときに充放電制御を行うマイコンと、前記マイコンの制御によりオンオフするスイッチとを有し、前記電池電圧が第一の所定電圧以上の場合には、前記スイッチを遮断することにより充電を停止することを可能とし、前記電池電圧が第二の所定電圧以下の場合には、前記スイッチを遮断することにより放電を停止することを特徴とするものである。
この場合、上記充放電制御回路において、前記第一の所定電圧以上を検知するコンパレータと、前記充電を停止するスイッチは、充電器が未接続で電池のみで動作しているときは不要な回路なので、充電器側に実装すれば好適である。また、前記第二の所定電圧以下の場合に、充電が必要であることを無線通信で基地局に通知すれば好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、充放電制御回路の低消費電力動作が可能となり、電池寿命を延ばすことができる。また、電池のみで動作する場合に不要な充電制御回路と充電停止スイッチを充電器側に実装することで実装面積を抑えた充放電制御回路およびセンサノードを提供できる。さらに、充電が必要であることを無線通信で基地局に通知することができ、ユーザが容易にメンテナンスを施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係わる充放電制御回路およびセンサノードの好適ないくつかの実施例について添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明に係わる二次電池充放電制御回路およびセンサノードの第一の実施例の構成を示すブロック図である。センサネットシステムは、センサノードＳＮと、充電器ＣＨＳと、ＡＣアダプタＡＤＰと、通信網ＷＡＮと、該通信網ＷＡＮを介して接続される無線基地局ＢＳとサーバＳＶと管理センタＣＴとから構成される。センサノードＳＮはセンシングデータＳＤＡＴ１、ＳＤＡＴ２を無線通信で無線基地局ＢＳに通知し、センシング結果は、表示器ＨＡＺに表示されるとともにストレージＳＴＲに保存され、ネットワークインタフェース回路ＮＩにより通信網ＷＡＮを介してサーバＳＶで保存される。また、通信網ＷＡＮにつながる管理センタＣＴがあり、センサノードＳＮの集中管理を行う。さらに、センサノードＳＮに実装される二次電池ＢＰＫに対して充電が必要なとき、ＡＣアダプタＡＤＰと充電器ＣＨＳがセンサノードＳＮに接続され、充電が行われる。
【００１５】
センサノードＳＮは、二次電池ＢＰＫと、充放電制御回路ＰＯＷと、マイコン制御回路ＭＣＵ１と、センサＳＥＮ２と、アンテナＡＮＴ１から構成され、第一のセンサＳＥＮ１と第二のセンサＳＥＮ２でセンシングしたデータＳＤＡＴ１、ＳＤＡＴ２をマイコンＣＰＵで処理し、無線回路ＲＦとアンテナＡＮＴ１を介して無線基地局ＢＳに通知する。これらのデータＳＤＡＴ１、ＳＤＡＴ２は、表示器ＨＡＺに表示されるとともにストレージＳＴＲに保存される。
【００１６】
マイコン制御回路ＭＣＵ１は、サブクロックＸ２で動作するタイマＲＴＣを使って間欠起動の時間を計測し、設定された時間になったときシステムクロックＸ１を動作させる。マイコンＣＰＵは間欠起動のとき、まず、ポート端子Ｐ３、Ｐ４を使ってスイッチＳＷ２、ＳＷ３を導通状態にして駆動電圧ＶＣＣをセンサＳＥＮ１、ＳＥＮ２に供給する。次に、マイコンＣＰＵは、センサＳＥＮ１、ＳＥＮ２のデータＳＤＡＴ１、ＳＤＡＴ２を読み込む。このとき、第一のセンサＳＥＮ１は、センサノードＳＮ内に実装されており、アナログデータＳＤＡＴ１を出力するセンサで、マイコンＣＰＵのＡ／Ｄコンバータ入力端子ＡＤに入力される。一方、第二のセンサＳＥＮ２は、センサノードＳＮ外に設置されており、デジタルデータＳＤＡＴ２を出力するセンサで、マイコンＣＰＵのポート端子Ｐ５に入力される。次に、ポート端子Ｐ６を使ってスイッチＳＷ１を導通状態にして駆動電圧ＶＣＣを無線回路ＲＦに供給する。次に、マイコンＣＰＵは、シリアルインタフェースＳＩＯを介して無線回路ＲＦにデータを送信し、データを受信した該無線回路ＲＦは、無線基地局ＢＳにデータを無線送信する。その後、マイコンＣＰＵは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を再び遮断し、システムクロックＸ１を停止し次回の間欠起動の時間を計測する。
【００１７】
また、マイコン制御回路ＭＣＵ１は、二次電池ＢＰＫの充放電制御を行う。マイコンＣＰＵの第一の割り込み入力端子ＩＮＴ１には充放電制御回路ＰＯＷからの割り込み信号ＩＮＴが接続され、二次電池ＢＰＫが過充電と過放電であったとき割り込み信号ＩＮＴがセットされる。マイコンＣＰＵは、割り込み信号ＩＮＴを検知したあと、マイコンＣＰＵのポート端子Ｐ２に接続された割り込み要因信号ＦＡＣを読み込み、二次電池ＢＰＫが過充電か過放電かを判定し、過充電のとき、ポート端子Ｐ１に接続されるスイッチ制御信号ＣＮＴを出力し、充電停止スイッチＱ２を遮断し、同様に、過放電のとき放電停止スイッチＱ１を遮断する。また、マイコンＣＰＵの第二の割り込み入力端子ＩＮＴ２には充電器ＣＨＳからの充電器接続検知信号ＤＥＴが接続され、ＡＣアダプタＡＤＰと充電器ＣＨＳがセンサノードＳＮに接続されたとき充電器接続検知信号ＤＥＴがセットされる。マイコンＣＰＵは、充電器接続検知信号ＤＥＴを検知したとき、二次電池ＢＰＫに定電流充電を行うためにマイコンＣＰＵの動作を停止する。マイコンＣＰＵは、定電流充電が終了したとき、再び動作を開始する。
【００１８】
このように、マイコンＣＰＵは、割り込み信号ＩＮＴ、充電器接続検知信号ＤＥＴがセットされたときに二次電池ＢＰＫの充放電制御を行えば良く、それ以外のときは消費電力が小さい待機状態にすることが可能となり、二次電池ＢＰＫの寿命を延ばすことができる。
【００１９】
無線回路ＲＦの電源供給スイッチＳＷ１は無線通信を行うときだけ導通させ、第一のセンサＳＥＮ１と、第二のセンサＳＥＮ２の電源供給スイッチＳＷ２、ＳＷ３はセンシングが必要なときだけ導通させる。センサＳＥＮ１、ＳＥＮ２は、例えば、温度センサ、湿度センサ、脈拍センサ、音センサなどであり、マイコン制御回路ＭＣＵ１に内蔵されるものでも、外付けされるものでもよい。このような間欠起動により、それぞれの回路が動作しないときの消費電力を小さくする。同様に、マイコン制御回路ＭＣＵ１のシステムクロックＸ１はマイコン制御回路ＭＣＵ１においてセンシング動作および無線通信動作、充放電制御動作が必要なときだけ動作させ、動作不要時には間欠起動時間をカウントするタイマＲＴＣに供給されるサブクロックＸ２のみ動作させ、待機時の消費電力を小さくする。なお、本実施例では、間欠起動時間をカウントするタイマはマイコンＣＰＵ内蔵のタイマＲＴＣを使用したが、外付けのタイマを使用しても良い。
【００２０】
充放電制御回路ＰＯＷは、放電停止スイッチＱ１と、レギュレータＲＥＧと、電圧監視割り込み回路ＤＣＨと、放電停止基準電位生成回路ＲＥＦ１と、スイッチ制御回路ＤＥＣと、過電流検知回路ＳＨＯで構成される。二次電池ＢＰＫの正極ＢＰは、放電停止スイッチＱ１を介して、マイコン制御回路ＭＣＵ１の駆動電圧ＶＣＣを生成するレギュレータＲＥＧに接続される。二次電池ＢＰＫが過放電となったとき、前述した手段により放電停止スイッチＱ１が遮断され、レギュレータＲＥＧの出力電圧ＶＣＣは０Ｖとなる。ここで、放電停止基準電位生成回路ＲＥＦ１で二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰとグラウンド電位ＢＮを用いて、放電停止電圧ＤＲＥＦを生成し、電圧監視割り込み回路ＤＣＨで二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰと比較し、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが放電停止電圧ＤＲＥＦ以下のとき、割り込み信号ＩＮＴと、割り込み要因信号ＦＡＣをマイコン制御回路ＭＣＵ１へ出力する。一般的にリチウムイオン二次電池を使用する場合、放電停止電圧ＤＲＥＦの電圧値は２．３Ｖ程度とするとよい。また、充電器ＣＨＳからの充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがセットされたときにも、割り込み信号ＩＮＴと、割り込み要因信号ＦＡＣを電圧監視割り込み回路ＤＣＨで生成し出力する。割り込み信号ＩＮＴは、二次電池ＢＰＫが過放電および過充電のときセットされ、割り込み要因信号ＦＡＣは、いずれの要因で割り込みが発生したかを示すものである。
【００２１】
割り込み入力ピンＩＮＴ１で割り込み信号ＩＮＴを受信したマイコンＣＰＵは、システムクロックＸ１を動作させマイコンＣＰＵを動作可能状態に遷移させ、割り込み要因信号ＦＡＣに従ってスイッチ制御信号ＣＮＴをスイッチ制御回路ＤＥＣへ出力する。スイッチ制御信号ＣＮＴを受信したスイッチ制御回路ＤＥＣは、充電停止のとき充電停止スイッチＱ２の制御信号Ｑ２Ｇをハイレベルにし、充電停止スイッチＱ２を遮断し、二次電池ＢＰＫにこれ以上充電されないように制御する。同様に、放電停止のとき放電停止スイッチＱ１の制御信号Ｑ１Ｇをハイレベルにし、放電停止スイッチＱ１を遮断し、二次電池ＢＰＫがこれ以上放電しないように制御する。
【００２２】
一般的に、二次電池は、過充電により発熱や発火の危険性があり、また、過放電により電池の劣化を早めてしまう。このような問題を防止するために、充電停止スイッチＱ２と放電停止スイッチＱ１を制御し、二次電池の保護を行う。
【００２３】
マイコンＣＰＵは、放電停止スイッチＱ１を遮断する前に、電池状態を無線回路ＲＦとアンテナＡＮＴ１を介して無線基地局ＢＳに通知する。その後、放電停止スイッチＱ１を遮断し、二次電池ＢＰＫが過放電により劣化することを防止する。このとき、無線基地局ＢＳで受信した電池状態が放電停止であった場合、ユーザがセンサノードＳＮに充電器ＣＨＳと、ＡＣアダプタＡＤＰを接続し充電することができる。その他、端末に具備するＬＥＤを点灯させる、ビープ音を鳴らす、などの方法で電池状態を通知するようにしてもよい。
【００２４】
また、二次電池ＢＰＫにつながる回路で過電流が起きたとき、過電流検知回路ＳＨＯで過電流を検知し過電流検知信号ＦＣＴを出力し、スイッチ制御回路ＤＥＣを介して、放電停止スイッチＱ１を遮断する。この場合、二次電池ＢＰＫの発熱、発火や、回路の焼損を防止するため、マイコン制御回路ＭＣＵ１には通知せず、過電流検知信号ＦＣＴを介して即座に放電停止スイッチＱ１を遮断する。過電流による回路への損傷を最小限に抑えるためになるべく素早く電流を止めることが重要だからである。過電流が発生した原因がマイコン制御回路ＭＣＵ１の誤作動という可能性もあるので、この場合にはスイッチ制御回路ＤＥＣに直接スイッチ遮断を指示することにより、より確実にスイッチの遮断を実行することができるという効果もある。
【００２５】
充電器ＣＨＳは、充電制御回路ＣＨＧと、逆流防止器ＳＤと、充電停止スイッチＱ２で構成される。充電器ＣＨＳは、センサノードＳＮに搭載された二次電池ＢＰＫの充電を行うもので、充電器ＣＨＳにＡＣアダプタＡＤＰを接続し、センサノードＳＮに接続したとき充電器接続検知信号ＤＥＴが出力される。また、充電制御回路ＣＨＧにおいて二次電池ＢＰＫの過充電を検知したとき充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがセットされ、マイコンＣＰＵに割り込み出力される。マイコンＣＰＵは、過充電を停止するためにスイッチ制御信号ＣＮＴを出力し充電停止スイッチＱ２を遮断し、充電を停止する。また、充電時における二次電池ＢＰＫの電圧を監視するために、二次電池ＢＰＫの正極ＢＰと負極ＢＮが接続される。
【００２６】
図１の実施例においては、充電器ＣＨＳとセンサノードＳＮは有線で接続される。図１６において、非接触型の充電方式を説明する。非接触型の充電方式では、充電器ＣＨＳ側に磁界発生回路ＯＳＣと一次コイルＣＯＩＬ１があり、センサノードＳＮ側に二次コイルＣＯＩＬ２と整流回路ＲＣがある。充電器ＣＨＳの磁界発生回路ＯＳＣで数十ｋＨｚの交流電圧を発生させ、一次コイルＣＯＩＬ１に印加し磁界を発生させる。一次コイルＣＯＩＬ１で発生させた磁界を、センサノードＳＮ側に実装された二次コイルＣＯＩＬ２で受け、交流電圧を得る。その交流電圧を整流回路ＲＣで直流電圧ＶＩＮに変換し、充電制御回路ＣＨＧに入力する。このように、非接触型の充電方式を用いることで、センサノードＳＮと充電器ＣＨＳの接続するためのコネクタが不要となり、センサノードＳＮをプラスチックケースなどに密封することが可能となる。
【００２７】
図２は、放電停止スイッチＱ１と充電停止スイッチＱ２の構成の一例である。（ａ）図において放電停止スイッチＱ１の構成の一例を示す。放電停止スイッチＱ１はＰチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ１で構成され、放電停止スイッチ制御信号Ｑ１Ｇがハイレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースＢＰ―ドレインＱ１Ｄ間は遮断される。一方、放電停止スイッチ制御信号Ｑ１Ｇがローレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースＢＰ―ドレインＱ１Ｄ間は導通になる。
【００２８】
また、Ｐチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ１には、寄生ダイオードＱＤ１があるため放電停止スイッチ制御信号Ｑ１Ｇがハイレベルのときでも逆ドレイン電流ＩＤＲ１が流れる。図１に示した実施例では、充電時の電流は充電器ＣＨＳから二次電池ＢＰＫに直接流れる構成であるが、放電停止スイッチＱ１を介して接続されても良い。この場合、充電電流は、前述した寄生ダイオードＱＤ１を介して流れる逆ドレイン電流ＩＤＲ１によって二次電池ＢＰＫに流れるが、放電停止スイッチＱ１での電圧降下が発生するため、充電時の二次電池に対する印加電圧を電圧降下分高く設定する必要がある。
【００２９】
次に、（ｂ）図において充電停止スイッチＱ２の構成の一例を示す。充電停止スイッチＱ２はＰチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ２で構成され、充電停止スイッチ制御信号Ｑ２Ｇがハイレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースＱ２Ｓ―ドレインＢＰ間は遮断される。一方、充電停止スイッチ制御信号Ｑ２Ｇがローレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースＱ２Ｓ―ドレインＢＰ間は導通になる。
【００３０】
また、Ｐチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ２には、寄生ダイオードＱＤ２があるため充電停止制御信号Ｑ２Ｇがハイレベルの時でも逆ドレイン電流ＩＤＲ２が流れる。図１に示した実施例では、放電時の電流は放電停止スイッチのドレインＱ１ＤからレギュレータＲＥＧに直接流れるが、充電停止スイッチＱ２を介してレギュレータＲＥＧに接続されても良い。この場合、放電電流は、前述した寄生ダイオードＱＤ２を介して流れる逆ドレイン電流ＩＤＲ２によってレギュレータＲＥＧに流れる。ただし、図１のように充電停止スイッチＱ２を充電器ＣＨＳ側に実装すると、センサノードＳＮをより小型化することができるというメリットがある。
【００３１】
図３は、電圧監視割り込み回路ＤＣＨの構成の一例である。電圧監視割り込み回路ＤＣＨは、コンパレータＣＭＰ１と、割り込み信号を生成する論理和ＩＮＴ_ＯＲと、割り込み要因生成回路ＥＮＣとから構成される。ここで、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰと放電停止電圧ＤＲＥＦをコンパレータＣＭＰ１で比較し、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが放電停止電圧ＤＲＥＦ以下のとき放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴをハイレベルにセットする。割り込み信号ＩＮＴは、論理和ＩＮＴ＿ＯＲ演算により、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴおよび、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴのいずれかがセットされたときローレベルにセットされる。マイコン制御回路ＭＣＵ１のＣＰＵの割り込み入力ピンＩＮＴ１は、ローレベル信号を割り込み信号として検知するように初期設定されている。割り込み要因信号ＦＡＣは割り込み要因生成回路ＥＮＣによって、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴによる割り込みのときローレベルにし、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴによる割り込みのときハイレベルにする。
【００３２】
なお、本実施例では、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴと、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴを論理和ＩＮＴ_ＯＲし一本の割り込み信号ＩＮＴにして出力しているが、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴと放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴをすべて独立の割り込み信号のままマイコンＣＰＵに出力しても良い。ただし、一般的に、マイコンに準備されている割り込み入力ピンには限りがあり、出力部において論理和して一本の割り込み信号にした方が好適である。
【００３３】
図３のようにコンパレータを用いて電圧監視を行うことにより、電圧監視にＡ／Ｄコンバータを用いる従来例に比較して、省電力化、およびセンサノードの小型化を実現できる。Ａ／Ｄコンバータを用いる従来の方法では、常時あるいは電圧を検出するたびにＡ／Ｄコンバータ、およびＡ／Ｄコンバータの出力を分析するためのマイコンを起動する必要があったが、図３の電圧監視割り込み回路ＤＣＨの構成によれば、常時必要なのはコンパレータを動作させるためのわずかな消費電力（約５マイクロアンペア）だけで、マイコンは、コンパレータが割り込み信号を出力したときだけ起動すれば十分である。Ａ／Ｄコンバータよりも消費電力が小さいコンパレータを利用すること、およびマイコンの起動頻度を減らすことにより、省電力化を実現できる。また、複数のコンパレータを内部に含むＡ／Ｄコンバータよりも、コンパレータ単体と論理回路と割り込み要因生成回路で実現される図３の電圧監視割り込み回路の方が必要な回路面積を小さくすることができる。
【００３４】
図４は、充電制御回路ＣＨＧの構成の一例である。充電制御回路ＣＨＧは、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが充電停止電圧ＣＲＥＦに達した場合にこれを充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴにより充放電制御回路ＰＯＷの電圧監視割り込み回路ＤＣＨに通知すること、充電器ＣＨＳが接続されたことを充電器接続検知信号ＤＥＴによりマイコン制御回路ＭＣＵ１に通知すること、および定電流充電と定電圧充電を切り替えること、の機能を有する。充電制御部ＣＨＧは、定電流源ＣＣＳと、プリチャージ回路ＰＲＥＣ、電流検出回路ＩＤＥＴ、充電停止基準電位生成回路ＲＥＦ２と、プリチャージ基準電位生成回路ＲＥＦ３と、コンパレータＣＭＰ２、ＣＭＰ３と、充電制御回路ＣＯＮＴとから構成される。充電停止基準電位生成回路ＲＥＦ２と、プリチャージ基準電位生成回路ＲＥＦ３は、放電停止基準電位生成回路ＲＥＦ１と同じ仕組みで動作する。一般的にリチウムイオン二次電池を使用する場合、充電停止電圧ＣＲＥＦは４．３Ｖ、プリチャージ基準電圧ＰＲＥＦは概ね２．５Ｖ〜３．０Ｖ程度にするとよい。ここで、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰと充電停止電圧ＣＲＥＦをコンパレータＣＭＰ２で比較し、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが充電停止電圧ＣＲＥＦ以上のときコンパレータＣＭＰ２の出力（充電停止電圧比較結果）ＣＣＳＰがハイレベルになる。同様に、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰとプリチャージ基準電圧ＰＲＥＦをコンパレータＣＭＰ３で比較し、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰがプリチャージ基準電圧ＰＲＥＦ以上のとき、充電制御回路ＣＯＮＴに出力されるプリチャージ判定信号ＦＵＣＨＧがハイレベルになる。また、電流検出回路ＩＤＥＴは、ＡＣアダプタＡＤＰが接続されたとき充電電流ＩＣＨＧを検出することによりこれを検知し、充電器接続検知信号ＤＥＴをローレベルにセットし、充電電流が０．１Ｃになり充電終了のとき充電停止検知信号ＣＶＳＰをハイレベルにセットする。制御回路ＣＯＮＴは、プリチャージ判定信号ＦＵＣＨＧがハイレベルになるまで、プリチャージ制御信号ＰＲＣＨＧをセットし、プリチャージ回路ＰＲＥＣを介して充電されるように制御する。また、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴを、コンパレータ２の出力（充電停止電圧比較結果）ＣＣＳＰがハイレベルにセットされたときローレベルにし、充電停止検知信号ＣＶＳＰがハイレベルにセットされたときハイレベルにする。図4のようにコンパレータを用いて電圧監視を行うことにより、Ａ／Ｄコンバータを用いる従来例と比較して、電圧監視回路部分で消費する電力を小さくすることができ、Ａ／Ｄコンバータを用いる従来の方法より充電時間を短縮することができる。
【００３５】
次に、図５を用いて、二次電池をＣＣＣＶ充電した場合の、充電状態ＴＣ１〜ＴＣ３と、充電器接続検知信号ＤＥＴと、電池電圧ＢＰと、充電電流ＩＣＨＧと、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴと、充電停止信号Ｇ２と、ＣＰＵ動作状態ＴＳ１〜ＴＳ３を説明する。充電をする場合、まず、ＡＣアダプタＡＤＰを接続することで充電器接続検知信号ＤＥＴがローレベルにセットされ、マイコンＣＰＵは充電停止スイッチ制御信号Ｇ２Ｇをローレベルにして充電停止スイッチＱ２を導通状態にし、ＣＰＵ動作状態を充電待機ＴＳ１に遷移させる。ここで、二次電池ＢＰＫを充電しようとした時、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが過度に低下した電池に通常の充電電流１Ｃを流し込むと、異常発熱の恐れがあるため、図４に示したプリチャージ判定信号ＦＵＣＨＧがローレベルのとき、つまり二次電池ＢＰＫの電池電圧ＢＰがプリチャージ基準電圧ＰＲＥＦ以下のときは、プリチャージ回路ＰＲＥＣを用いて、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰがプリチャージ基準電圧ＰＲＥＦ以上に上昇するまで０.１Ｃ程度の電流で充電するＴＣ１。このときのプリチャージ基準電圧ＰＲＥＦは概ね２．５Ｖ〜３．０Ｖ程度である。その後、図４に示した定電流源ＣＣＳを用いて１Ｃ程度の電流で充電しＴＣ２、充電停止電圧ＣＲＥＦに達したとき充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがハイレベルにセットされ、ＣＰＵ動作状態は準通常待機ＴＳ２に遷移する。このときの充電停止電圧ＣＲＥＦは概ね４．３Ｖ程度である。その後、充電電流ＩＣＨＧが０.１Ｃ程度になるまで定電圧充電しＴＣ３、充電電流ＩＣＨＧが０．１Ｃになったとき充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴをローレベルにクリアし、ＣＰＵ動作状態は通常待機ＴＳ３に遷移する。なお、充電器接続検知信号ＤＥＴがセットされて定電流充電が終了するまでの間（ＴＣ１〜ＴＣ２間）は、図１に示したマイコンＣＰＵが動作を行うと、レギュレータＲＥＧを介してマイコンに電流ＩＶＣＣが流れるため、二次電池ＢＰＫに対する充電の効率が低下する。従って、マイコンＣＰＵは充電器接続検知信号ＤＥＴを受け取ると、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがセットされるまで、他の動作を行わない待機状態にし、図４に示した充電電流ＩＣＨＧが全て二次電池ＢＰＫに流れ込むように制御する。
【００３６】
図６は、二次電池ＢＰＫによって駆動されていたセンサノードＳＮが放電した場合の、二次電池ＢＰＫの電池電圧ＢＰと、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴと、放電停止スイッチ制御信号Ｇ１Ｇと、ＣＰＵ動作状態ＴＳ１〜ＴＳ５を説明する。二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが放電停止電圧ＤＲＥＦ以下のとき放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴをハイレベルにセットし、ＣＰＵ動作状態はパワーダウンＴＳ４になる。このとき、放電停止電圧ＤＲＥＦは概ね２．３Ｖ程度である。その後、充電器ＣＨＳが接続されず二次電池ＢＰＫに充電されないとき、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰは安定動作下限電圧ＶＭＩＮ以下になり、センサノードＳＮの充放電制御回路ＰＯＷは不安定状態ＴＳ５となる。その後、再び充電されれば充電待機ＴＳ１に復帰し、正常に動作を行う。
【００３７】
図７は、前述したＣＰＵ動作状態を説明したものである。充電待機状態ＴＳ１では、二次電池ＢＰＫのプリチャージおよび定電流充電中であり、定電流充電のために間欠動作は停止し、放電停止スイッチＱ１と充電停止スイッチＱ２ともに導通になる。準通常状態ＴＳ２では、二次電池ＢＰＫの定電圧充電中であり、間欠動作は可能となる。通常状態ＴＳ３では、二次電池ＢＰＫの充電が終了し充電停止スイッチＱ２は遮断され、二次電池ＢＰＫ単独によるセンサノードＳＮの駆動が可能となり、間欠動作を行う。パワーダウンＴＳ４では、センサノードがこれ以上間欠動作を行えない状態であり、放電停止スイッチＱ１は遮断され、マイコン制御回路ＭＣＵ１の駆動電圧ＶＣＣが０Ｖとなる。不安定状態ＴＳ５では、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが、前述した安定動作下限電圧ＶＭＩＮ以下に低下した状態であり、充放電制御回路ＰＯＷは正常に動作しなくなり、放電停止スイッチＱ１および充電停止スイッチＱ２の状態も不定となる。その後、再び充電されれば充電待機ＴＳ１に復帰し、正常に動作を行う。
【００３８】
図８は、前記センサノードＳＮの処理フローを説明したものである。
Ｐ１１０：センサノードの間欠起動時間をタイマに設定する等の初期設定を行う。
Ｐ１２０：センサノードは通常待機モードにあり、タイマ起動と割り込みを待ち受け、タイマ起動が発生したときＣ１００に遷移し、図１に示した充放電制御割り込みＩＮＴまたは充電器接続検知信号ＤＥＴの割り込みが発生したときＣ１１０に遷移する。
Ｐ１３０：図１に示すシステムクロックＸ１を動作させ、マイコンＣＰＵを動作可能状態にする。
Ｐ１４０：図１に示す第一のセンサＳＥＮ１および第二のセンサＳＥＮ２の電源供給スイッチＳＷ２、ＳＷ３を導通させセンシングを行い、マイコンＣＰＵはセンシングデータＳＤＡＴ１、ＳＤＡＴ２を読み込む。
Ｐ１５０：図１に示す無線回路ＲＦの電源供給スイッチＳＷ１を導通させセンシングＰ１４０でセンシングしたデータを図１に示す無線基地局ＢＳに無線送信する。
Ｐ１６０：センサノードＳＮは、図１に示す無線基地局ＢＳにおいてデータが正しく受け取れたことを示すＡＣＫ信号を受信する。なお、本実施例ではセンサノードＳＮ側にＡＣＫ受信処理フローを設けているが、センサノードＳＮ側は送信のみ実施し、ＡＣＫ受信処理フローを省いても良い。ただし、センサノードＳＮ側から送信したデータをユーザが正しく認識するためにはＡＣＫ受信フローを設けた方が好適である。
Ｐ１７０：図１に示すシステムクロックＸ１を停止させ、マイコンＣＰＵを待機状態にする。
なお、通常待機Ｐ１２０と、ＣＰＵ起動Ｐ１３０と、センシングＰ１４０と、データ転送Ｐ１５０と、ＡＣＫ受信Ｐ１６０と、ＣＰＵ停止Ｐ１７０状態にあるとき、充放電制御割り込みＩＮＴまたは充電器接続検知信号ＤＥＴの割り込みが発生したとき、それぞれＣ１１０、Ｃ１１１、Ｃ１１２、Ｃ１１３、Ｃ１１４、Ｃ１１５で充放電制御処理Ｐ２００に遷移する。また、充放電制御フローＰ２００の処理を終了すると、割り込みが発生した元のステートにそれぞれＣ１２０、Ｃ１２１、Ｃ１２２、Ｃ１２３、Ｃ１２４、Ｃ１２５で復帰する。
Ｐ２００：図１に示す充放電制御割り込みＩＮＴまたは充電器接続検知信号ＤＥＴ割り込みを検知したときの充放電制御処理フローを示したものである。
Ｐ２１０：図１に示す充放電制御割り込みＩＮＴを検知したとき、割り込みハンドラを起動する。
Ｐ２２０：図１に示すシステムクロックＸ１を動作させ、ＣＰＵを動作可能状態にする。
Ｐ２３０：図１に示す割り込み要因信号ＦＡＣを読み出し、割り込み要因を判別する。割り込み入力端子ＩＮＴ１の検知レベルがローレベル出力に設定されていてローレベル出力の充放電制御割り込み信号ＩＮＴにより割り込みが行われ、割り込み要因信号ＦＡＣがローレベル出力の場合は、放電停止電圧の検知（過放電）が割り込み要因であると判断し、放電停止を決定する。割り込み入力端子ＩＮＴ１の検知レベルがハイレベル出力に設定されていてハイレベル出力の充放電制御割り込み信号ＩＮＴにより割り込みが行われ場合は、割り込み要因信号ＦＡＣのレベルに関係なく、充電停止電圧の検知が割り込み要因であると判断し、充電終了を決定する。
Ｐ２４０：割り込み要因判別ステートＰ２３０において充電終了を検知した場合は充電終了通知、過放電を検知した場合は過放電通知を、電池状態情報として無線通信を用いて図１に示す無線基地局ＢＳに送信する。
Ｐ２５０：電池状態送信ステートにおいて送信したデータ正しく無線基地局ＢＳ側で受信できたことを示すＡＣＫ信号を受信する。なお、本実施例ではセンサノードＳＮ側にＡＣＫ受信処理フローを設けているが、センサノードＳＮ側は送信のみ実施し、ＡＣＫ受信処理フローを省いても良い。ただし、センサノードＳＮ側から送信したデータをユーザが正しく認識するためにはＡＣＫ受信フローを設けた方が好適である。
Ｐ２６０：割り込み要因判別ステートＰ２３０において判別した割り込み要因で、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがクリアされたと判別したときは充電終了を示し充電停止スイッチを遮断しＣ２１０を介し過充電制御Ｐ３３０に遷移する。また、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴがセットされたと判別したときは過放電を示し放電停止スイッチを遮断しＣ２２０を介してパワーダウンＰ２７０に遷移する。
Ｐ２７０：Ｐ２６０において、放電停止スイッチＱ１を遮断することで、マイコン制御回路ＭＣＵ１の駆動電圧ＶＣＣは遮断され、マイコンＣＰＵはパワーダウンとなる。その後、充電器ＣＨＳが接続されるとパワーオンリセットにより起動する。
【００３９】
Ｐ３００：図１に示す充電器接続検知信号ＤＥＴ割り込みを検知したとき、割り込みハンドラを起動する。
Ｐ３１０：図１に示す二次電池ＢＰＫに充電電流を流し込むために、充電停止スイッチＱ２と放電停止スイッチＱ１を導通させる。
Ｐ３２０：図５で説明したようにプリチャージ充電ＴＣ１および定電流充電ＴＣ２の期間は、マイコンＣＰＵが動作をするとレギュレータＲＥＧを介して電流ＩＶＣＣが流れるため二次電池ＢＰＫに対する定電流充電が困難となるので、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがセットされるまでマイコンＣＰＵを動作させない充電待機状態で待つ。割り込み入力端子ＩＮＴ１の検知レベルがローレベル出力に設定されていてローレベル出力の充放電制御割り込み信号ＩＮＴにより割り込みが行われ、割り込み要因信号ＦＡＣがハイレベル出力の場合に、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがセットされたと判断することができる。
Ｐ３３０：Ｐ３２０において充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがセットされると本ステートに遷移し、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがクリアされたとき、つまり、充電終了のとき、再び充放電制御割り込みＩＮＴが発生するように割り込み入力端子ＩＮＴ１の検知レベルをローレベルからハイレベルへ反転させる。また、前述したＰ２６０ステートから本ステートに遷移したときは、割り込み入力端子ＩＮＴの検知レベルをハイレベルからローレベルへ、再び反転させる。
【００４０】
図９は、センサノードＳＮが間欠起動で動作している場合、図１に示す二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが放電停止電圧ＤＲＥＦ以下になり放電制御を行ったときのマイコン制御回路ＭＣＵ１のための消費電流ＩＶＣＣを説明したものである。通常待機状態Ｔ１においてセンサノードの消費電流Ｉ１は、図１に示すマイコンＣＰＵの待機電流であり、概ね４０マイクロアンペア程度のわずかな消費電流である。通常待機状態Ｔ１において、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが放電停止電圧ＤＲＥＦ以下になり、過放電制御が必要なとき、図８で説明した処理フローで過放電制御を行う。まず、図１に示すマイコンＣＰＵを過放電制御のための動作状態Ｔ２にするため電流Ｉ２が消費され、次に、図１に示す割り込み要因信号ＦＡＣを読み出し要因判別を実施Ｔ３するとき電流Ｉ３が消費され、次に、過放電通知を図１に示す無線基地局ＢＳに通知Ｔ４するとき電流Ｉ４が消費され、次に、無線基地局ＢＳにおいてデータが正しく受け取れたことを示すＡＣＫ信号を受信Ｔ５するとき電流Ｉ５が消費され、次に、図１に示す放電停止スイッチＱ１を遮断Ｔ６するとき電流Ｉ６が消費されパワーダウン状態Ｔ７に遷移する。Ｉ２〜Ｉ６の消費電流は概ね、Ｉ２＝２ミリアンペア、Ｉ３＝３ミリアンペア、Ｉ４＝７ミリアンペア、Ｉ５＝１５ミリアンペア、Ｉ６＝２．５ミリアンペア程度である。パワーダウン状態Ｔ７では、マイコン制御回路ＭＣＵ１の駆動電圧ＶＣＣは遮断されており、電流は消費されない。
【００４１】
センサノードＳＮは数分から数時間の間隔で間欠起動し、センシングしたデータを無線通信するので、ほとんどの時間は待機状態にある。したがって、待機状態における消費電力が電池寿命に大きく影響する。従来の方法によれば、常に、あるいは周期的に電池電圧を確認するたびにＡ／Ｄコンバータの出力を分析するためにマイコンを起動させる必要があるので、常に、または周期的に図９中のＴ２の状態にする必要があるので、電池の残量にかかわらずＩ２の電流が必要である。しかし、本実施例によれば、実際に充放電を停止する必要が生じたとき（コンパレータからの割り込み信号があったとき）にＴ２の状態になるので、充放電の停止の必要がないときはＩ１の消費電力だけで十分であり、消費電力の節約、ひいては電池寿命の延長の効果が得られる。
【００４２】
次に、本実施例におけるコンパレータの消費電力と従来の方法で用いられるＡ／Ｄコンバータの消費電力との比較について説明する。本発明において、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰと放電停止電圧ＤＲＥＦとの比較にはコンパレータを用いており、一般的にコンパレータの消費電流は５マイクロアンペア程度である。従来技術の説明で述べたＡ／Ｄコンバータを用いた場合、仮に８ビット分解能のＡ／Ｄコンバータであれば少なくとも内部にコンパレータを８個実装する必要があるため、コンパレータを用いる場合と比較して８倍の電流を消費する。さらに、Ａ／Ｄコンバータを用いた場合、Ａ／Ｄコンバータでデジタル変換された電圧値を設定電圧と比較をするために、マイコンは常に動作モードである必要があり、本実施例における待機状態と比較して１０倍の電流を消費する。つまり、待機状態においても前述した電流Ｉ２が常に消費されることになる。従って、本発明によれば、通常待機時において電圧値検出部分で１／８、比較部分で１／１０の低消費電力化が実現できる。また、コンパレータを複数含むＡ／Ｄコンバータに比べて、本発明による電圧監視割り込み回路ＤＣＨは大幅に小型化することができる。
【００４３】
なお、本実施例ではセンサノード側にＡＣＫ受信処理フローを設けているが、センサノード側は送信のみを実施し、ＡＣＫ受信処理フローを省いても良い。特に、ＡＣＫ受信処理フローにおける消費電流Ｉ５を抑えたい場合は有効である。
【実施例２】
【００４４】
図１０は、充電器ＣＨＳとセンサノードＳＮをつなぐ信号線の数を極力省いた構成を示したものである。充電器ＣＨＳとセンサノードＳＮをつなぐ信号線の数を極力省いた構成の方がセンサノードＳＮに実装するコネクタを小さくすることができ、センサノードＳＮのサイズを小さくすることができる。図１に示した第一の実施例と比較すると、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴと充電停止スイッチＱ２の充電停止制御信号Ｑ２Ｇが省かれている。
【００４５】
図１に示した第一の実施例では、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴがセットされた後の充電制御はマイコンＣＰＵが実施するため、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴと充電停止制御信号Ｑ２Ｇの信号線が存在するが、第二の実施例においては充電終了までの処理を全て充電器ＣＨＳ側で実施する。従って、図５で説明した定電流充電が終了するまでマイコンＣＰＵを動作させないようにするために、基準電位生成回路ＲＥＦ１で充電停止電圧ＣＲＥＦの生成も行い、充電停止電圧ＣＲＥＦと二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰを比較するコンパレータをセンサノードＳＮの充放電制御回路ＰＯＷの電圧監視割り込み回路ＤＣＨに実装する必要がある。また、充電終了がマイコンＣＰＵで判定できないため、充電器ＣＨＳに充電終了を示す表示器ＬＥＤを設ける必要がある。
【００４６】
図１１は、前述した充電器ＣＨＳとセンサノードＳＮをつなぐ信号線の数を極力省いた構成の場合の電圧監視割り込み回路ＤＣＨの構成を示したものである。電圧監視割り込み回路ＤＣＨは、コンパレータＣＭＰ１、ＣＭＰ２と、割り込み信号ＩＮＴを生成する論理和ＩＮＴ_ＯＲと、割り込み要因生成回路ＥＮＣとから構成される。ここで、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰと放電停止電圧ＤＲＥＦをコンパレータＣＭＰ１で比較し、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが放電停止電圧ＤＲＥＦ以下のとき放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴをハイレベルにする。同様に、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰと充電停止電圧ＣＲＥＦをコンパレータＣＭＰ２で比較し、二次電池ＢＰＫの電圧ＢＰが充電停止電圧ＣＲＥＦ以上のとき充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴをハイレベルにする。割り込み信号ＩＮＴは、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴおよび、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴのいずれかがハイレベルにセットされたときローレベルにセットされ、割り込み要因信号ＦＡＣは割り込み要因生成回路ＥＮＣによって、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴによる割り込みのときローレベルにし、充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴによる割り込みのときハイレベルにされる。
【実施例３】
【００４７】
図１２は、二次電池ＢＰＫ１、ＢＰＫ２を二個並列接続した場合の構成を説明した図である。センサノードＳＮは無線回路ＲＦと、センサＳＥＮ１、ＳＥＮ２部分で比較的大電流を必要とする場合があるので、このとき二次電池を並列に実装し電流と容量を増加させる。
第一の二次電池ＢＰＫ１と第二の二次電池ＢＰＫ２の負極端子ＢＮは共通に接続され、第一の二次電池ＢＰＫ１と第二の二次電池ＢＰＫ２の正極ＢＰ１１、ＢＰ１２はそれぞれ充放電制御回路ＰＯＷに接続される。なお、図１に示すマイコン制御部ＭＣＵ１と、センサＳＥＮ２と、アンテナＡＮＴ１の構成は同じであり、図１２では省いて説明する。充放電制御回路ＰＯＷは、第一の放電停止スイッチＱ１１と、第二の放電停止スイッチＱ１２と、レギュレータＲＥＧと、電圧監視割り込み回路ＤＣＨと、放電停止基準電位生成回路ＲＥＦ１と、スイッチ制御回路ＤＥＣと、過電流検知回路ＳＨＯで構成される。ここで、放電停止電圧ＤＲＥＦを放電停止基準電位生成回路ＲＥＦ１で二次電池ＢＰ１１の電圧ＢＰ１１とグランド電位ＢＮを用いて生成し、電圧監視割り込み回路ＤＣＨで第一の二次電池ＢＰＫ１の電圧ＢＰ１１と比較し、第一の二次電池ＢＰＫ１の電圧ＢＰ１１が放電停止電圧ＤＲＥＦ以下のとき、割り込み信号ＩＮＴ（１）と、割り込み要因信号ＦＡＣを電圧監視割り込み回路ＤＣＨで生成し出力する。同様に、第二の二次電池ＢＰＫ２の電圧ＢＰ１２と放電停止電圧ＤＲＥＦを比較し、第二の二次電池ＢＰＫ２の電圧ＢＰ１２が放電停止電圧ＤＲＥＦ以下のとき、割り込み信号ＩＮＴ（２）と、割り込み要因信号ＦＡＣを電圧監視回路ＤＣＨで生成し出力する。
【００４８】
実施例3の電圧監視割り込み回路ＤＣＨは、図１４の構成になる。２つの二次電池ＢＰＫ１、ＢＰＫ２の電圧監視のためのコンパレータＣＭＰ（１）、ＣＭＰ（２）を並列に備え、２つの二次電池ＢＰＫ１、ＢＰＫ２の充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴ１、ＣＩＮＴ２が入力される。第一の二次電池ＢＰＫ１に係わる充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴ１と、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴ（１）は、論理和ＩＮＴ＿ＯＲ（１）演算され第一の割り込み信号ＩＮＴ（１）を生成して出力する。同様に、第二の二次電池ＢＰＫ２に係わる充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴ２と、放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴ（２）も、論理和ＩＮＴ＿ＯＲ（２）演算され第二の割り込み信号ＩＮＴ（２）を生成して出力する。エンコーダ回路ＥＮＣは、二つの充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴ１、ＣＩＮＴ２および二つの放電停止電圧検知信号ＤＩＮＴ（１）、ＤＩＮＴ（２）を監視し、どちらの二次電池について、いずれの検知信号による割り込み要因が発生したのかを判断し、これを示す2ビットの割り込み要因信号ＦＡＣを生成して出力する。本実施例では、マイコンＣＰＵは、割り込み入力端子ＩＮＴ１のかわりに、２つの端子、割り込み入力端子ＩＮＴ１（１）およびＩＮＴ１（２）を備える。本実施例のマイコンＣＰＵの処理フローは、図8で説明した処理フローと略同じであり、二つの割り込み信号ＩＮＴ（１）、ＩＮＴ（２）によって、充放電制御処理が実行され、スイッチ制御信号ＣＮＴが充放電制御回路ＰＯＷに出力される。スイッチ制御回路ＤＥＣは、スイッチ制御信号ＣＮＴに従い第一の二次電池ＢＰＫ１の放電を停止するとき、第一の放電停止スイッチＱ１１を遮断し、第二の二次電池ＢＰＫ２の放電を停止するとき、第二の放電停止スイッチＱ１２を遮断する。電池状態を無線回路ＲＦとアンテナＡＮＴ１を介して無線基地局ＢＳに通知する場合には、どちらの二次電池についての電池状態情報なのかを示す情報をあわせて送信してもよい。
【００４９】
また、二次電池ＢＰＫ１、ＢＰＫ２につながる回路で過電流が起きたとき、過電流検知回路ＳＨＯで過電流を検知し過電流検知信号ＦＣＴを出力し、スイッチ制御回路ＤＥＣを介して、放電停止スイッチＱ１１、Ｑ１２を遮断する。
【００５０】
次に、二次電池を二個並列接続ＢＰＫ１、ＢＰＫ２した場合の充電器ＣＨＳは、第一の二次電池ＢＰＫ１の充電停止スイッチＱ２１と第二の二次電池ＢＰＫ２の充電停止スイッチＱ２２と、充電制御部ＣＨＧと、逆流防止器ＳＤとから構成され、第一の二次電池ＢＰＫ１の電圧ＢＰ１１が充電停止電圧以上のとき第一の充電停止スイッチＱ２１を遮断し第一の充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴ１をセットし、同様に、第二の二次電池ＢＰＫ２の電圧ＢＰ１２が充電停止電圧以上のとき第二の充電停止スイッチＱ２１を遮断し第二の充電停止電圧検知信号ＣＩＮＴ２をセットする。
【００５１】
図１３は、図１２で説明した二次電池ＢＰＫ１、ＢＰＫ２と放電停止スイッチＱ１１、Ｑ１２とレギュレータＲＥＧで構成される放電回路部Ｕ１００の一例である。（ａ）図において、第一の放電停止スイッチＱ１１および第二の放電停止スイッチＱ１２はＰチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ１１およびＦＥＴ１２で構成され、第一の放電停止制御信号Ｑ１１Ｇがハイレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ１１のソースＢＰ１１―ドレインＱ１１Ｄ間は遮断され、第一の放電停止スイッチ制御信号Ｑ１１Ｇがローレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ１１のソースＢＰ１１―ドレインＱ１１Ｄ間は導通になる。同様に、第二の放電停止スイッチ制御信号Ｑ１２Ｇがハイレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ１２のソースＢＰ１２―ドレインＱ１２Ｄ間は遮断され、第二の放電停止スイッチ制御信号Ｑ１１Ｇがローレベルのとき電界効果トランジスタＦＥＴ１２のソースＢＰ１２―ドレインＱ１２Ｄ間は導通になる。また、Ｐチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ１１、ＦＥＴ１２には、寄生ダイオードＱＤ１１、ＱＤ１２があるため放電停止スイッチ制御信号Ｑ１１Ｇ、Ｑ１２Ｇがハイレベルのときでも逆ドレイン電流ＩＤＲ１１、ＩＤＲ１２が流れる。
【００５２】
例えば、（ａ）図の構成で、満充電状態の第一の二次電池ＢＰＫ１と、消耗した第二の二次電池ＢＰＫ２を接続した場合、お互いの電池電圧のバランスを取ろうと作用するため、第一の二次電池ＢＰＫ１から第二の二次電池ＢＰＫ２に流れ、レギュレータＲＥＧに流れ込む電流が少なくなり効率が落ちる。また、消耗した第二の二次電池ＢＰＫ２の放電停止スイッチＱ１１を遮断しても、電界効果トランジスタＦＥＴ１２の寄生ダイオードＱＤ２を介して逆ドレイン電流ＩＤＲ１２が流れる。従って、（ａ）図の構成の場合、電池電圧および電池容量の同じ電池を接続した方が好適である。
【００５３】
一方、第一の二次電池ＢＰＫ１１のみで動作しているセンサノードＳＮに、充電されていない第二の二次電池ＢＰＫ１２を接続する場合、（ｂ）図の構成のように、放電電流Ｉ１１、Ｉ１２方向に整流する放電電流整流器ＳＤ１１、ＳＤ１２を挿入すれば、前述した課題を解決することができる。
【００５４】
なお、以上では二次電池が２つの場合を説明したが、同様の構成で二次電池を３つ以上にすることもできる。
【００５５】
図１５は、二次電池ＢＰＫ１、ＢＰＫ２を二個並列接続し、充放電制御回路ＰＯＷ基板と、マイコン制御部ＭＣＵ１基板とスタック構造に接続した場合の構成を示したものである。二次電池ＢＰＫ１、ＢＰＫ２のパッケージサイズを正方形Ｌ１×Ｌ１にし、正極端子ＢＰ１、ＢＰ２と、負極端子ＢＮ１、ＢＮ２を対角に実装し、残る対角にはスルーピンＴＨＲＯを実装する。第一の二次電池ＢＰＫ１と第二の二次電池ＢＰＫ２をそれぞれ９０度回転させた状態でスタック構造に接続することで、充放電制御回路ＰＯＷの第一の端子ＰＰ１には第一の二次電池ＢＰＫ１の正極端子ＢＰ１が接続され、第二の端子ＰＰ２には第一の二次電池の正極端子ＢＰ２が第一の二次電池スルーピンを介して接続され、第三の端子ＰＰ３には第一の二次電池の負極端子ＢＮ１が接続され、第四の端子ＰＰ４には第二の二次電池の負極端子ＢＮ２が第一の二次電池のスルーピンを介して接続される。充放電制御回路ＰＯＷ基板とマイコン制御部ＭＣＵ１基板は、コネクタＣ１を介して接続され、図１に示した充電器ＣＨＳはコネクタＣ２に接続する。
【００５６】
二次電池をこのような形状にすることでセンサノード全体の形状を立方体に近い形にできるので、基板と二次電池を平面状に接続するよりも曲げやねじりに対して丈夫で小型の装置を実現することができる。また、上記のように二次電池の正極・負極の端子とスルーピンの位置を工夫することで、全部の二次電池を同じ形状にすることができるので、量産に適している。
【００５７】
なお、ここでは、二次電池及び各基板が正方形で、かつ、二次電池が２個の場合について説明したが、これに限定されるものではない。スタックする各要素が、少しずつ回転させながら重ね合わせられるもの、例えば正方形以外の正多角形や円形でもよい。また、二次電池が３つ以上の場合でも、それぞれの二次電池の正極端子と負極端子を対角に実装し、残りの外縁に他の二次電池のそれぞれ２つの端子と接続するスルーピンを設け、正極・負極の端子とスルーピンが等間隔で並ぶようにすればよい。
【００５８】
図１７は、充電器台ＣＲＡ、ＣＨＰとセンサノードＳＮ１、ＳＮ２、ＳＮ３の構成を示したものである。（ａ）図において、センサノードＳＮ１は、図１で説明した二次電池ＢＰＫと、充放電制御回路ＰＯＷと、マイコン制御部ＭＣＵ１を内部に実装し、プラスチックケースなどでパッケージされており、表示器ＬＥＤ１と充電用端子ＴＰを有した名札型の構成である。センサノードＳＮ１は、充電が必要なとき表示器ＬＥＤ１などを用いて充電が必要なことを通知する。ユーザが充電をするとき、およびセンサノードＳＮ１を使用しないときは、図１で説明した充電器ＣＨＳを内蔵した充電器台ＣＲＡに置いておき、満充電のとき表示器ＬＥＤ２などを用いてユーザは知ることができる。なお、センサノードの電池残量は、図１に示した無線基地局ＢＳにおいて管理されているので、センサノード自身に表示器を設けなくてもユーザは電池状態を知ることができ、特に、センサノードＳＮのサイズの制約や消費電流の制約がある場合には表示器ＬＥＤ１を省くことができる。
【００５９】
（ｂ）図の構成で、センサノードＳＮ２、ＳＮ３および充電器台ＣＨＰは、充電用の端子を持たず、図１６で説明した電磁誘導を使ってセンサノードＳＮ２、ＳＮ３に充電する。充電器台ＣＨＰは、磁界発生回路ＯＳＣと一次コイルＣＯＩＬ１を実装しており、磁界を発生する。一方、センサノードＳＮ２、ＳＮ３は二次コイルＣＯＩＬ２と、整流回路ＲＣと、充電制御回路ＣＨＧと、図１で説明した二次電池ＢＰＫと、充放電制御回路ＰＯＷと、マイコン制御部ＭＣＵ１を有し、さらに、液晶表示器ＬＣＤと、液晶表示器コントローラＬＣＤＣを具備した構成である。センサノードＳＮ２は、飲食物のメニューなどが書かれたブック型のセンサノードで、センサノードＳＮ３は、脈拍などを計測するための腕輪型のセンサノードで、実際の利用環境において耐防水性であることが求められる。従って、センサノードには充電用の端子を持たせず完全に密閉し、電磁誘導などを使って充電する。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、二次電池で駆動する小型無線端末において、間欠起動し動作する場合に低消費電力で放電制御回路を実現でき、かつ、二次電池で駆動する場合に不要な充電制御回路を充電器側に実装することで小型化が不可欠な用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係わる充放電制御回路およびセンサノードの第一の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】第一の実施例の放電停止スイッチおよび充電停止スイッチの構成を示す回路図。（ａ）は、放電停止スイッチの構成を示す回路図。（ｂ）は、充電停止スイッチの構成を示す回路図。
【図３】第一の実施例の電圧監視割り込み回路の構成を示す回路図。
【図４】第一の実施例の充電制御回路の構成を示すブロック図。
【図５】第一の実施例の定電流定電圧充電を実施した場合の回路動作を示す波形図。
【図６】第一の実施例の過放電時における回路動作を示す波形図。
【図７】第一の実施例のＣＰＵ動作状態を説明する表。
【図８】第一の実施例の処理フローを説明するフローチャート図。
【図９】第一の実施例の放電制御および過放電待機状態における消費電流を示す波形図。
【図１０】本発明に係わる充放電制御回路およびセンサノードの第二の実施例の構成を示すブロック図。
【図１１】第二の実施例の電圧監視割り込み回路の構成を示す回路図。
【図１２】本発明に係わる充放電制御回路およびセンサノードの第三の実施例の構成を示すブロック図。
【図１３】第三の実施例の放電停止スイッチ、充電停止スイッチ、レギュレータＲＥＧ、二次電池の構成を示す回路図。（ａ）は、整流ダイオードなしの場合を説明する回路図。（ｂ）は、整流ダイオードありの場合を説明する回路図。
【図１４】第三の実施例の電圧監視割り込み回路の構成を示す回路図。
【図１５】本発明に係わるマイコン制御回路基板、充放電制御基板、二次電池をスタック構造にした場合の構成を示す図。
【図１６】本発明に係わる非接触充電の構成を示す図。
【図１７】本発明に係わるセンサノードと充電器の構成を示す図。
【符号の説明】
【００６２】
ＢＳ：無線基地局、ＷＡＮ：通信網、ＳＶ：サーバ、ＣＴ管理センタ、ＭＣＵ２：無線基地局制御部、ＨＡＺ：表示器、ＳＴＲ：ストレージ、ＮＩ：ネットワークインタフェース回路、ＡＮＴ１、ＡＮＴ２：アンテナ、ＡＣ１００：コンセント、ＡＤＰ：ＡＣアダプタ、ＣＨＳ：充電器、ＳＤ：逆流防止器、ＤＣ、ＶＩＮ：直流電圧、Ｕ２：充電制御回路（ＣＨＧ）、Ｑ２：充電停止スイッチ、Ｑ２Ｓ：充電停止スイッチ入力信号、Ｑ２Ｇ：充電停止スイッチ制御信号、ＤＥＴ：充電器接続検知信号、ＣＩＮＴ、ＣＩＮＴ１、ＣＩＮＴ２：充電停止電圧検知信号、ＳＮ、ＳＮ１〜ＳＮ３：センサノード、ＢＰＫ、ＢＰＫ１、ＢＰＫ２：二次電池、ＢＰ、ＢＰ１１、ＢＰ１２：二次電池正極、ＢＮ：二次電池負極、ＰＯＷ：充放電制御回路、ＲＥＧ、ＲＥＧ１、ＲＥＧ２：レギュレータ、ＤＥＣ：スイッチ制御回路、ＲＥＦ１〜ＲＥＦ３：基準電位生成回路、ＳＨＯ：過電流検知回路、Ｑ１、Ｑ１１、Ｑ１２：放電停止スイッチ、Ｑ１Ｄ、Ｑ１１Ｄ、Ｑ１２Ｄ：放電停止スイッチ出力信号、Ｑ１Ｇ、Ｑ１１Ｇ、Ｑ１２Ｇ：放電停止スイッチ制御信号、ＤＲＥＦ：放電停止電圧、Ｕ１、Ｕ１１：電圧監視割り込み回路（ＤＣＨ）、ＦＣＴ：過電流検知信号、ＩＶＣＣ：マイコン制御部消費電流、ＭＣＵ１：マイコン制御回路、ＣＰＵ：マイコン、ＲＦ：無線回路、ＲＴＣ：タイマ、Ｘ１：システムクロック、Ｘ２：サブクロック、ＳＥＮ１、ＳＥＮ２：センサ、Ｐ１〜Ｐ６：ポート端子、ＳＩＯ：シリアルインタフェース、ＩＮＴ１、ＩＮＴ２、ＩＮＴ（１）、ＩＮＴ（２）：割り込み入力端子、ＣＬＫ１、ＣＬＫ２：クロック信号、ＧＮＤ：接地、ＡＤ：Ａ／Ｄコンバータ入力端子、ＶＣＣ、ＶＣＣ１、ＶＣＣ２：駆動電圧、ＣＮＴ：スイッチ制御信号、ＩＮＴ：割り込み信号、ＦＡＣ：割り込み要因信号、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３：電源スイッチ、ＳＤＡＴ１、ＳＤＡＴ２：センシングデータ、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ１１、ＦＥＴ１２：電界効果トランジスタ、ＱＤ１、ＱＤ２、ＱＤ１１、ＱＤ１２：寄生ダイオード、ＩＤＲ１、ＩＤＲ２、ＩＤＲ１１、ＩＤＲ１２：逆ドレイン電流、ＩＮＴ_ＯＲ、ＩＮＴ＿ＯＲ（１）、ＩＮＴ＿ＯＲ（２）：論理和、ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３：コンパレータ、ＤＩＮＴ：放電停止電圧検知信号、ＥＮＣ：割り込み要因生成回路、ＣＣＳ：定電流源、ＰＲＥＣ：プリチャージ回路、ＩＤＥＴ：定電流充電判定回路、ＩＣＨＧ：充電電流、ＲＳ：充電電流検出抵抗、ＰＲＥＦ：プリチャージ基準電圧、ＣＲＥＦ：充電停止電圧、ＣＣＳＰ：充電停止電圧比較結果、ＰＲＣＨＧ：プリチャージ制御信号、ＣＶＳＰ：充電停止検知信号ＦＵＣＨＧ：プリチャージ判定信号、ＣＯＮＴ：充電制御回路、ＴＣ１〜ＴＣ３：充電状態、ＶＭＩＮ：安定動作下限電圧、ＴＳ１〜ＴＳ５：ＣＰＵ動作状態、Ｐ１１０〜Ｐ３３０：処理ステップ、Ｃ１１０〜Ｃ２２０：遷移経路、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６：消費電流、Ｔ１〜Ｔ７：時間、ＬＥＤ、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２：表示器、Ｕ１００：放電回路部、ＳＤ１１、ＳＤ１２：放電電流整流器、Ｉ１１、Ｉ１２：放電電流、ＴＨＲＯ：スルーピン、ＢＰ１、ＢＰ２：正極端子、ＢＮ１、ＢＮ２：負極端子、ＰＰ１〜ＰＰ４：端子、Ｃ１、Ｃ２：コネクタ、Ｔ��：充電用端子、ＣＲＡ、ＣＨＰ：充電器台、ＯＳＣ：磁界発生回路、ＣＯＩＬ１：一次コイル、ＣＯＩＬ２：二次コイル、ＲＣ：整流回路、ＬＣＤ：液晶表示器、ＬＣＤＣ：液晶表示器コントローラ、ＡＤＣ：Ａ／Ｄコンバータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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